染料敏化納米二氧化鈦光電太陽能電池的研制

【摘要】： 能源短缺與環(huán)境污染是目前人類面臨的兩大問題。太陽能作為一種取之不盡、用之不竭的綠色能源是解決能源危機的最佳途徑之一,因此太陽能利用技術(shù)研究引起了各國科學家的廣泛重視。染料敏化納米晶太陽能電池是當前納米技術(shù)和光電轉(zhuǎn)換材料研究的熱點之一,其廉價的成本和簡單的制作工藝以及穩(wěn)定的性能,為人類利用太陽能提供了更有效的方法。靜電紡絲法作為一種成熟的制備納米材料的技術(shù)已經(jīng)受到了人們的廣泛重視,但是其在制備納米帶以及將這種方法制備的納米纖維應用在染料敏化太陽能電池(DSSC)方面還鮮有報道,因此在這些方面的進一步研究具有深遠的意義。 本文采用溶膠-凝膠法配制具有一定粘度的前驅(qū)溶液,采用靜電紡絲技術(shù)成功地制備出PVP/Ti(OC_4H_9)_4復合納米纖維以及PVP/Ti(SO_4)_2、PVP/Zn(NO_3)_2、PVP/SnCl_4復合納米帶,經(jīng)過高溫焙燒制得二氧化鈦多孔空心納米纖維、二氧化鈦納米帶、氧化鋅納米帶以及二氧化錫納米帶。并將制得的TiO_2納米纖維應用在染料敏化太陽能電池的基底物質(zhì)上,采用N3染料對其進行敏化處理,I_3~-/I~-作為液體電解質(zhì),組裝并密封染料敏化太陽能電池; 利用差熱-熱重、X射線衍射、紅外光譜、場發(fā)射掃描電子顯微鏡等分析手段對制得樣品進行了系統(tǒng)表征。分析結(jié)果表明,制備的TiO_2多孔空心納米纖維均是一維結(jié)構(gòu),平均直徑300 nm,長度大于200μm,以其制得的電池獲得一定的轉(zhuǎn)化效率和開路電壓;制備的二氧化鈦、氧化鋅、二氧化錫納米帶寬度在1μm～10μm,長度為200μm～300μm,厚度60 nm～400 nm。獲得的這些新結(jié)果,為進一步從事染料敏化太陽能電池以及納米材料的研究奠定了基礎(chǔ)。 【關(guān)鍵詞】：靜電紡絲 納米纖維 多孔空心 納米帶 DSSC
【學位授予單位】：長春理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TB383.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 目錄6-9
• 第一章 緒論9-26
• 1.1 靜電紡絲技術(shù)9-15
• 1.1.1 靜電紡絲的基本裝置9-10
• 1.1.2 靜電紡絲的基本原理10-11
• 1.1.3 靜電紡絲的影響因素11-12
• 1.1.4 靜電紡絲制備納米纖維的研究進展12-15
• 1.1.5 納米帶研究進展15
• 1.2 太陽能電池15-25
• 1.2.1 太陽能電池的種類16-18
• 1.2.2 染料敏化太陽能電池的結(jié)構(gòu)及工作原理18-20
• 1.2.3 染料敏化太陽能電池的研究進展20-24
• 1.2.4 染料敏化劑的研究進展24
• 1.2.5 電解質(zhì)的研究進展24-25
• 1.3 課題研究的目的和意義25-26
• 第二章 化學試劑、實驗儀器及表征方法26-28
• 2.1 主要化學試劑26-27
• 2.2 實驗設(shè)備與儀器27
• 2.3 表征方法27-28
• 2.3.1 X射線衍射(XRD)分析27
• 2.3.2 紅外光譜(FTIR)分析27
• 2.3.3 場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)分析27
• 2.3.4 差熱-熱重(TG-DTA)分析27-28
• 第三章 同軸靜電紡絲法制備TiO_2多孔空心納米纖維與表征28-36
• 3.1 引言28
• 3.2 實驗28-30
• 3.2.1 前驅(qū)體溶液的配制28
• 3.2.2 Mixture oil/(PVP+鈦酸丁酯)同軸納米纖維的制備28-29
• 3.2.3 TiO_2多孔空心納米纖維的制備29-30
• 3.3 結(jié)果與討論30-35
• 3.3.1 XRD分析30-31
• 3.3.2 FTIR分析31-32
• 3.3.3 FESEM分析32-34
• 3.3.4 EDS分析34-35
• 3.3.5 TiO_2多孔空心納米纖維的形成機理35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 第四章 靜電紡絲技術(shù)制備TiO_2納米帶與表征36-46
• 4.1 引言36
• 4.2 實驗36-38
• 4.2.1 前驅(qū)體溶液的配制36-37
• 4.2.2 PVP/Ti(SO_4)_2復合納米帶的制備37
• 4.2.3 TiO_2納米帶的制備37-38
• 4.3 結(jié)果與討論38-44
• 4.3.1 TG-DTA分析38-39
• 4.3.2 XRD分析39-40
• 4.3.3 FTIR分析40-41
• 4.3.4 FESEM分析41-43
• 4.3.5 EDS分析43
• 4.3.6 TiO_2納米帶的形成機理43-44
• 4.4 本章小結(jié)44-46
• 第五章 靜電紡絲技術(shù)制備ZnO納米帶與表征46-54
• 5.1 引言46
• 5.2 實驗46-47
• 5.2.1 前驅(qū)體溶液的配制46
• 5.2.2 PVP/Zn(NO_3)_2復合納米帶的制備46-47
• 5.2.3 ZnO納米帶的制備47
• 5.3 結(jié)果與討論47-52
• 5.3.1 TG-DTA分析47-48
• 5.3.2 XRD分析48-49
• 5.3.3 FTIR分析49-50
• 5.3.4 FESEM分析50-52
• 5.3.5 EDS分析52
• 5.4 本章小結(jié)52-54
• 第六章 靜電紡絲技術(shù)制備SnO_2納米帶與表征54-62
• 6.1 引言54
• 6.2 實驗54-55
• 6.2.1 前驅(qū)體溶液的配制54
• 6.2.2 PVP/SnCl_4復合納米帶的制備54-55
• 6.2.3 SnO_2納米帶的制備55
• 6.3 結(jié)果與討論55-60
• 6.3.1 TG-DTA分析55-56
• 6.3.2 XRD分析56-57
• 6.3.3 FTIR分析57-58
• 6.3.4 FESEM分析58-60
• 6.3.5 EDS分析60
• 6.4 本章小結(jié)60-62
• 第七章 染料敏化納米二氧化鈦光電太陽能電池的研制62-70
• 7.1 引言62
• 7.2 實驗部分62-66
• 7.2.1 實驗材料62-64
• 7.2.2 實驗步驟及方法64-66
• 7.3 結(jié)果與討論66-69
• 7.3.1 未敏化電極表面TiO_2膜的XRD分析66-67
• 7.3.2 N3染料的UV-Vis分析67
• 7.3.3 敏化前后TiO_2電極的UV-Vis分析67-68
• 7.3.4 光電化學電池的Ⅰ-Ⅴ曲線68-69
• 7.4 本章小結(jié)69-70
• 結(jié)論70-73
• 致謝73-74
• 參考文獻74-79
• 附錄79

您可以在本站搜索以下學術(shù)論文文獻來了解更多相關(guān)內(nèi)容

親水改性聚砜材料的合成及其膜的制備    張鶴

納米晶體TiO_2多孔膜的制備、性能及其在太陽能電池中的應用    程黎放，王瑜，戴松元，鄔欽崇，王孔嘉

鐵摻雜TiO_2納米管陣列制備及其光電化學性質(zhì)    李靜;孫嵐;莊惠芳;王成林;杜榮歸;林昌健;

納米尺度TiO_2聚苯胺多孔膜電極光電化學研究    柳閩生,郝彥忠,喬學斌,楊邁之,蔡生民,李永舫

一種采用輻照模板法制備銀納米帶的新方法(英文)    葛學武,倪永紅,劉華蓉,葉強,徐相凌,張志成

電紡法制備聚合物納米纖維的研究進展    馬海紅;史鐵鈞;宋秋生;

納米ZnO的制備及其光催化性能研究    韓冬,任湘菱,陳東,唐芳瓊,王冬,任俊

柔性TiO_2納米管薄膜電極的制備及其光電性能    張鳳;陶杰;陶海軍;董祥;

苯基磷酸聯(lián)吡啶釕絡(luò)合物敏化納晶多孔TiO_2薄膜電極光電性能研究    楊蓉,王維波,敬炳文,肖緒瑞,張曼華,沈濤

均相沉淀-發(fā)泡法制備納米氧化鈦的應用研究    孫家躍,肖昂,杜海燕

靜電紡絲技術(shù)制備TiO_2空心納米纖維與表征    徐淑芝;張雙虎;董相廷;王進賢;

靜電紡絲技術(shù)制備二氧化鈦納米材料與表征    李志國

PET基納米ZnO膜的濺射沉積及AFM表征    李良飛;侯大寅;魏取福;

PET織物納米TiO_2抗紫外線整理及性能研究    鮑進躍;畢松梅;

TiO_2納米管制備及其在染料敏化太陽能電池中的應用    谷翠萍;于錕;黃家銳;

高濃度鹽對光催化降解有機廢水的影響    尹文靜;李浩;白書立;

TiO_2修飾電極電催化研究及在有機電合成中的應用    沈廣霞,褚道葆,周幸福,顧家山

溶膠-凝膠技術(shù)在化學領(lǐng)域中的新應用    金華峰,唐小東,韓波

摻鐵納米TiO_2粉體的制備及其光催化活性的研究    何開棘;張圣軍;丁慧;王開明;

變色材料的研究進展    徐棟;陳宏書;王結(jié)良;

Au-TiO_2納米復合膜電極的光電化學性能及其表面形貌    崔曉莉,趙崇軍,嚴曼明,莊繼華,江志裕

靜電紡絲制備復合納米纖維研究進展    王璐璐;佘希林;袁芳;

低價太陽電池的研制及未來發(fā)展前景    戴松元;徐煒煒;翁堅;肖尚鋒;黃陽;陳雙宏;胡林華;王孔嘉;

低維鉬氧化物納米材料的制備和性能研究    胡姍;胡彬;祁琰媛;陳文;

納米纖維研究開發(fā)的現(xiàn)狀與前景    孫家琦;顧國光;

靜電紡納米纖維研究及其應用進展    馬剛;邵自強;王文俊;李永紅;

國內(nèi)外納米紡織品發(fā)展現(xiàn)狀與展望    盧曉靜;閆妍;楊海峰;李俊芳;

納米二氧化鈦光催化性能的研究進展及應用前景    薛寒松;李華基;陳永盛;

PEG模板組裝納米TiO_2多孔薄膜的制備研究    步紹靜;靳王國;劉曉新;楊立榮;程志捷;

納米級TiO_2粉晶的制備及應用研究進展    尹荔松;沈輝;

納米TiO_2光催化劑的研究進展及應用    杜康;倉懷文;黃方方;

PET織物的納米TiO_2同浴染色整理    畢松梅;鮑進躍;趙華俊;

改性納米二氧化鈦薄膜制備及其在模擬海水中光生陰極保護性能研究    王愛萍

聚乳酸/乙醇酸共聚物（PLGA）仿生細胞外基質(zhì)的制備、表征及其與蛋白界面交互作用的研究    劉福娟

擔載絲裂霉素納米纖維的制備及對膀胱移行細胞癌T24細胞的抑制作用及其抑制機理的研究    岳鑫

基于鐵、鈷分子催化劑的均相光致產(chǎn)氫體系的研究    張盼

大腸桿菌f2噬菌體分子印跡膜的制備、評價和應用    王欣梅

碳及碳基復合材料的可控合成、表征與性能研究    康文君

高性能染料敏化太陽能電池的制備與研究    李曉冬

基于水熱合成納米氧化鎵及鎵酸鋅的形貌與性能研究    全玉

復合生物材料構(gòu)建小口徑納米組織工程血管的實驗研究    方征東

可見光響應納米Cu_2O-TiO_2材料的制備及光催化性能研究    劉輝

殼聚糖/納米TiO_2復合整理棉織物的性能研究    李建

靜電紡絲技術(shù)制備稀土摻雜二氧化鈦納米帶與光催化性能研究    董婭佩

靜電紡絲技術(shù)制備稀土離子摻雜GGG低維納米材料與表征    劉瑩

一維納米材料的靜電紡絲法制備、表征及性能研究    薛江

新疆營盤出土紡織纖維及其老化狀況研究    郭丹華

PMMA微球表面過渡金屬氧化物殼層聚集體的研究    俞曉晶

離子交換納米纖維的制備及對Cu（Ⅱ）離子吸附性能研究    陳勇

敏化太陽能電池中染料的合成研究    徐丹

鹵族元素摻雜納米TiO_2的光催化性能研究    樊麗霞

氧化鋅的制備、改性及其光催化性能的研究    徐超

低溫等離子體對高聚物材料表面改性處理時效性的研究進展    任煜;邱夷平;

荷能重離子徑跡刻蝕納米通道技術(shù)及其應用    張偉明;王宇鋼;薛建明;

織物整理新方法─低溫等離子技術(shù)    高松

膜的改性及其在環(huán)境領(lǐng)域應用研究進展    許云杰;吳俊杰;

聚砜中空纖維膜改性及其應用研究    潘巧明;王琪;俞三傳;

低溫等離子體技術(shù)在塑料表面改性中的應用    徐潔;

血液凈化材料在體外靜態(tài)接觸血漿時血漿中C3a des Arg生成的研究    黃嘉,程莉萍,樂以倫,魏啟歐

五種復用透析膜超微結(jié)構(gòu)的比較    袁峰,孟衛(wèi),毛慶來

聚砜膜的制備及其性能研究    王建琴

生物人工肝聚砜膜中空纖維反應器的初步研究    陳志

磺化聚砜/無機雜化質(zhì)子交換膜的研究    費國平

抗污染的高通量聚醚砜超濾膜的制備研究    王艷萍

納米TiO_2的制備    李大成,周大利,劉恒,張萍,張云,龔家竹

PA6/納米TiO_2復合亞微米級纖維的制備及拉伸性能    馮淑芹;付中玉;李從舉;朱金唐;

納米TiO_2對有機污染物的光催化降解機理及發(fā)展趨勢    鄧昭平,倪師軍,庹先國,張勇

ZnO超微粒子光催化氧化SO_2的研究    井立強,孫曉君,徐自力,蔡偉民,杜堯國

Ag擔載對TiO_2光催化活性的影響    劉守新,曲振平,韓秀文,孫承林,包信和

α-Al_2O_3的性質(zhì)對負載鈀催化劑催化CO偶聯(lián)反應的影響    林茜;趙秀閣;畢偉;肖文德;

Na-Rh/γ-Al_2O_3催化劑的表征及其對CO選擇氧化的催化性能    王芳;呂功煊;

Ni_2P/SiO_2-Al_2O_3催化劑的制備、表征及其對4,6-二甲基二苯并噻吩加氫脫硫反應的催化性能    宋立民;李偉;張明慧;陶克毅;

納米復合涂料的研究進展    劉福春,韓恩厚,柯偉

納米TiO_2的制備方法    唐陽清,周馨我

有機/無機納米纖維的制備及其性能研究    王永芝

納米二氧化鈦及其復合物的制備和性質(zhì)研究    李雪冰

二氧化鈦納米材料的合成、表征及其光催化性能研究    商書芹

靜電紡絲法制備聚乙烯醇和聚酰胺-66納米復合材料    高曉艷;

靜電紡絲法制備硫酸化的二氧化鋯/二氧化硅復合纖維    趙一陽;王海鷹;李響;楊洋;楊敏;王策;

靜電紡絲法制備陶瓷中空納米纖維的研究進展    劉朋超;龔靜華;楊曙光;馬敬紅;徐堅;

Bi_2WO_6的靜電紡絲法制備及其光催化性能    沈琳;周德鳳;孟健;

靜電紡絲法制備釔鐵石榴石單晶納米纖維    陳瑩瑩;張溪文;候建梅;韓高榮;

激光熔體靜電紡絲法制備聚乳酸微納米纖維    李秀艷;劉會超;李從舉;

靜電紡絲法制備PVP螺旋纖維及其機理研究    杜建時;楊清彪;王永芝;楊松濤;白杰;王書剛;宋巖;李耀先;王策;

靜電紡絲法制備有序納米纖維    趙亞洲;李從舉;

氣流-靜電紡絲法制備聚對苯二甲酸乙二酯納米纖維    彭朝榮;林義;鄧華川;陳竹平;姚永毅;

離心靜電紡絲法制備有序、交叉以及絞線結(jié)構(gòu)的熒光納米纖維    劉術(shù)亮;黃淵源;韓玉梅;龍云澤;孫彬;

靜電紡絲法制備氧化鋅基稀磁半導體納米纖維    劉新風;邵長路;劉益春;徐海洋;

靜電紡絲法制備聚乳酸/膠原質(zhì)納米纖維    孟萬;柳海蘭;金榮虎;金星華;韓順玉;

靜電紡絲法在制備納米纖維中的應用    楊彥明;儲德清;王立敏;

靜電紡絲法制備納米纖維引導組織再生膜    張慎;楊小平;王林;鄧旭亮;

靜電紡絲法制備具有單向透水性能聚合物薄膜    吳晶;趙勇;江雷;

熔體靜電紡絲法制備線性低密度聚乙烯纖維的研究    趙娜;劉太奇;劉瑞雪;

靜電紡絲法制備透明質(zhì)酸基納米纖維膜的研究    李軍星;賀愛華;韓志超;鄭建芬;申孟芝;

單針頭靜電紡絲法制備透明質(zhì)酸/聚乙烯醇核殼納米纖維    劉洋;馬貴平;聶俊;

靜電紡絲法制備絲素蛋白/聚乳酸纖維膜及其性能表征    張麗斯;強琳輝;顏靜;崔學軍;王洪艷;

“仿生”水稻葉子的表面結(jié)構(gòu)初探    王嬌娜;趙亞洲;李從舉;

小分子碰撞新思考    武漢紡織大學材料科學與工程學院副院長 王棟 博士

一個中歐小國的大貢獻    本報記者 馬守貴

靜電紡絲法制備聚合物納米纖維及其應用    姚永毅

靜電紡絲法制備ABO_3型鈣鈦礦復合氧化物微納米纖維    周險峰

靜電紡絲法制備功能性超疏水材料    王帥

高壓靜電紡絲法構(gòu)筑功能一維納米材料并研究其性質(zhì)    王海鷹

幾種稀土含氧酸鹽發(fā)光材料的靜電紡絲法制備及性能研究    侯智堯

靜電紡絲法組裝一維納米結(jié)構(gòu)單元及組裝體的性能研究    張傳玲

一維鈣鈦礦氧化物納米結(jié)構(gòu)材料的制備及形貌和物性研究    冷靜

多重鐵性微納米材料的制備與表征    謝淑紅

靜電紡絲法制備一維聚合物—有機小分子復合納米纖維及其性能研究    張蓮姬

靜電紡絲法制備磁性納米纖維及其形貌和磁性質(zhì)研究    潘偉偉

靜電紡絲法制備多元氧化物纖維    侯建梅

熔體靜電紡絲法制備高分子纖維材料的實驗研究    劉偉偉

熔體靜電紡絲法制備聚合物納米纖維及聚乳酸/水滑石復合纖維的制備研究    陸剛

Alq3/聚合物復合纖維的制備及性能研究    閆爾云

靜電紡絲法制備一維稀土氟氧化物和氟化物    楊任遠

激光熔體靜電紡絲法制備聚合物微/納米纖維及其性能研究    劉會超

激光熔融靜電紡絲法制備聚合物微/納米纖維及其應用研究    劉建立

靜電紡絲法制備磷酸鹽系鋰離子電池正極材料    楊永斌

靜電紡絲法制備一維鐵及其氧化物納米材料及其性能表征研究    邵浩

靜電紡絲法制備氟碳聚合物功能材料及性能研究    王美嬌